点群同士の差分を検出したい

二つの点群同士の差分を検出する方法についてまとめます。 点群を比較する上では点同士が近かった場合は差分がないものと判断します。人工的に生成しない限り同一のところを深度センサで計測したとしても、点群の各点がどういつの計測値になることはまずない。そのため、少し点同士がずれた場合でも差分にならないようにする工夫が必要となる。 ここでは ・単純な方法によるもの ・Octreeを利用したもの の二つの手段を紹介する。

単純な差分の場合、双方の点群において一定距離(閾値)以内に対応する相手の点がいないかどうかによって差分となる点群を検出する。 この場合、Nearest Neighbor Search等の実装を行い、高速に行う工夫が必要がある.

Nearest Neighbor Searchを行うには、右のリンクに書いてあるように、OctreeやKdtreeの活用がお勧め。

もう一つ紹介する方法は、Octreeによる差分検出です。 Octreeは空間を8分割して管理するデータ構造でこれによって近傍点の検出等が高速に可能になります。Octreeを用いると空間を分割して管理することになるが、更新前と更新後の差分をとることにも向いている。高速に差分が取れることが特徴。点群の入る空間ごとに差分を取得することになり、その空間の細かさによって差分の細かさも決定する. 例としてPointCloudLibraryという３次元点群処理のライブラリにおいてはChangeDetectionにおいてOctreeによる差分検出が実装されている。